本发明专利技术大体上涉及包含至少一种金属源、至少一种单体和/或低聚物和聚合引发剂的可聚合的导电性油墨制剂，以及其用于打印三维功能结构的用途。特别地，在基板上制造三维导电性图案的方法被公开，所述方法包括：a)通过使用包含至少一种金属源、至少一种液体可聚合单体和/或低聚物和至少一种聚合引发剂的油墨在基板的表面区上形成图案；b)使所述液体单体和/或低聚物的至少一部分聚合；c)向所述金属源赋予用于导电性的连续的渗流路径(烧结)；d)重复步骤(a)、(b)和任选地(c)以获得三维导电性图案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及可聚合的导电性油墨制剂和其用于打印三维功能结构的用途。 专利技术背景 数字打印，典型地被称为数字制造，使各种功能性涂层和装置的制造成为可能，并 且提供产生具有高的长宽比的三维（3D)结构和图案的能力。 数字打印在本领域中已知给出用于装置例如传感器和电致发光装置的电极的功 能性涂层。Sriprachuabwong等人描述了作为抗坏血酸传感器的被打印的聚苯胺电极 并且Azouble等人描述了作为用于电致发光装置的电极的被打印的碳纳米管。 打印电子学主要地集中于通过打印纳米颗粒和前体形成的导电图案；在这些中， 最常用的是银油墨，其主要地被用于制造简单的2维的导电性图案。实现被打印的图案 的高的长宽比的障碍中的一个是油墨在基板上的流动，这是由于不合适的油墨粘度和表面 张力。Kullman等人描述了通过喷墨打印在甲苯中的低粘度金分散体的多个层、同 时通过溶剂的快速蒸发固定单独的层的3D导电性结构。导电性，在加热至高于180°C之后， 比大块金的导电性小约4个数量级。Ahn等人描述了粘性的银分散体（>70%Ag)的多向打印，所述银分散体由于 它们的流变性质不在基板上铺展。在此丝状的打印方法中，浓缩的油墨被挤压经过使用三 轴运动控制级移动的成锥形的圆柱形喷嘴。打印导致多达7的长宽比，取决于被打印的层 的数目。所得到的图案被加热至250°C，获得约3%的大块银的电阻率。 因为喷墨打印是快速制造方法，对于油墨制剂的主要要求是其是低粘度油墨。Willis等人描述了方法，其中含有非挥发性的单体和光引发剂的油墨在打印 之后立即地被暴露于UV辐射，导致液体单体转化为固体聚合物（UV油墨）。当这样的打 印用多个层进行且每个层被暴露于辐射（导致聚合快速地发生）时，大的3D结构（大至 50X40X20cm)可以被生产。 Sangermano等人报道了含有银纳米颗粒、水和聚乙二醇二丙稀酸酯单体类的UV 可聚合的油墨。发现，对于含有至少30%银的混合物，通过绕线的涂抹器制备的膜的电 阻率比大块银的电阻率高约9个数量级。这种非常低的电阻率是由于在UV暴露之后的油 墨的聚合物基体的存在。 通常，金属材料的打印仅是获得导电性图案的第一步骤，其应当被烧结纳米颗粒 的另外的步骤跟随。这可以通过常规的热加热或通过等离子体、微波、激光 辐射被实现，所述热加热导致作为绝缘体起作用的有机材料的燃烧。 最近地，Magdassi等人报道了基于配体交换机制的对银纳米颗粒的简单的低温烧 结方法。此工艺通过将被打印的基板简单浸渍在NaCl溶液中或通过把溶液打印 在纳米颗粒的图案的顶部上被进行。此工艺可以导致约20%大块银的高的导电性。 参考文献 Sriprachuabwong,C. ；Karuwan,C. ；ffisitsorrat,A. ；Phokharatkul,D.； Lomas,T. ；Sritongkham,P. ；Tuantranont,A.JournalofMaterialsChemistry2012， 22 (12),5478-5485。 Azoubel，S. ;Shemesh，S. ;Magdassi，SNanotechnology2012, 23 (34)〇 (a)Tekin,E. ；Smith,P.J. ;Schubert，ILS.，Ink-jetprintingasa depositionandpatterningtoolforpolymersandinorganicparticles.Soft Matter2008,4 (4)，703-713 ; (b)Grouchko,M. ;Kamyshny，A. ;Magdassi，SJournalof MaterialsChemistry2009,19 (19),3057-3062。 KuIlmann,C. ；Schirmer,N.C. ；Lee,M.T.；Ko,S.H.；Hotz,N.； Grigoropoulos,C.P. ；Poulikakos,D.JournalofMicromechanicsandMicroengineering 2012,22(5)〇 Ahn，B.Y. ;Duoss，E.B. ;Motala，M.J. ;Guo,X.Y. ;Park，S.I. ;Xiong，Y.J.; Yoon，J. ;Nuzzo，R.G. ;Rogers，J.A. ;Lewis，J.AScience2009, 323 (5921)，1590_1593〇 ffillis,K.Proceedingsofthe25thannualACMsymposiumonUser interfacesoftwareandtechnology2012,ACM，2012〇 http://objet.com/。 Chiolerio,A. ；Vescovo,L. ;Sangermano,MMacromolecularChemistryand Physics2010,211 (18)，2008-2016。 Reinhold,I. ；Hendriks,C.E. ；Eckardt,R. ；Kranenburg,J.M. ；Perelaer,J.； Baumann,R.R. ；Schubert,U.S.JournalofMaterialsChemistry2009,19 (21)， 3384-3388。 Perelaer,J.； JanijR. ；Grouchko,M. ；Kamyshny,A. ；Magdassi,S.； Schubert，U.S.AdvancedMaterials2012, 24 (29)，3993-3998。 Chung,J.ff. ；Ko,S.ff. ；Bieri,N.R. ；Grigoropoulos,C.P. ；Poulikakos,D. AppliedPhysicsLetters2004,84(5)，801-803。 Magdassi，S. ;Grouchko,M. ;Berezin，0? ;Kamyshny，A.AcsNano2010,4 (4)， 1943-1948。 (a)Grouchko,M. ；Kamyshny,A.；MihaiIescu,C.F. ；Anghel,D.F.； MagdassijS.AcsNano2011 ? 5 (4) ? 3354-3359 ； (b)Tang,Y. ；He,ff. ；Zhou,G.Y. ；ffang,S. X. ;Yang，X.J. ;Tao,Z.H. ;Zhou，J.C.Nanotechnology2012, 23 (35)〇 Layani,M. ；Grouchko,M. ；Shemesh,S. ；Magdassi,S.JournalofMaterials Chemistry2012, 22 (29)，14349-14352。 专利技术概述 本专利技术的目的是提供用于通过进行所述层中的任何一个或更多个的重复性的层 打印、固化和烧结和/或还原工艺在基板的表面上生产3维（3D)导电性结构和图案的新颖 的打印工艺。每个被打印的层包含金属源例如多个纳米颗粒，和由液体可聚合单体和/或 低聚物制造的液体载体，和在工艺条件下允许本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在基板的表面区上制造三维导电性图案或物体的方法，所述方法包括：a)在基板的表面区上形成图案；其中所述图案包含至少一种金属源、至少一种液体可聚合单体和/或低聚物、和至少一种聚合引发剂；b)实现所述至少一种液体可聚合单体和/或低聚物的至少一部分的聚合；c)向所述金属源赋予用于导电性的连续的渗流路径；d)重复步骤(a)、(b)和任选地(c)一次或更多次以获得三维导电性图案或物体；以及e)任选地把所述3D物体从所述基板脱离以形成独立的物体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙洛莫·马格达希，埃米尔·沙皮拉，迈克尔·拉亚尼，伊多·库伯斯坦，
申请(专利权)人：耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。